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1、
(江蘇專用)2013年高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第四章第3課時(shí) 平面向量的數(shù)量積 課時(shí)闖關(guān)(含解析)
[A級 雙基鞏固]
一、填空題
1.(2011·高考福建卷)若a=(1,1),b=(-1,2),則a·b=________.
解析:a=(1,1),b=(-1,2),a·b=1×(-1)+1×2=-1+2=1.
答案:1
2.(2011·高考江西卷)已知|a|=|b|=2,(a+2b)·(a-b)=-2,則a和b的夾角為________.
解析:∵(a+2b)·(a-b)=|a|2-2|b|2+a·b=-2,且|a|=|b|=2.∴a·b=2.
∴cos〈a,b〉==,而
2、〈a,b〉∈[0,π].
∴〈a,b〉=.
答案:
3.已知向量a,b滿足|a|=1,|b|=2,a與b的夾角為60°,則|a-b|=________.
解析:|a-b|2=a2-2a·b+b2=1-2×1×2cos60°+22=3.∴|a-b|=.
答案:
4.已知a=(,1),b=(0,-1),c=(k,),若a-2b與c垂直,則k=________.
解析:a-2b=(,1)-2(0,-1)=(,3),又a-2b與c垂直,∴k+3=0,∴k=-3.
答案:-3
5.(2011·高考廣東卷改編)已知平面直角坐標(biāo)系xOy上的區(qū)域D由不等式組給定,若M(x,y)為D上的動(dòng)點(diǎn),
3、點(diǎn)A的坐標(biāo)為(,1),則z=·的最大值為________.
解析:由線性約束條件
畫出可行域如圖陰影部分,目標(biāo)函數(shù)z=·=x+y,由圖可知,目標(biāo)函數(shù)的圖象過點(diǎn)(,2)時(shí),z最大值為4.
答案:4
6.(2011·高考上海卷)在正三角形ABC中,D是邊BC上的點(diǎn),AB=3,BD=1,則·=________.
解析:如圖,在△ABD中,由余弦定理得AD2=32+12-2×3×1×cos60°=7,
∴AD=,cos∠BAD==,
∴·=3××=.
答案:
7.a(chǎn),b為非零向量,“a⊥b”是“函數(shù)f(x)=(x a+b)·(x b-a)為一次函數(shù)”的______
4、__條件.
解析:f(x)=x2a·b+(b2-a2)x-a·b為一次函數(shù)?a⊥b且|a|≠|(zhì)b|.
答案:必要而不充分
8.(2012·常州質(zhì)檢)在△ABC中,有如下命題,其中正確的是________.
①-=;②++=0;③若(+)·(-)=0,則△ABC為等腰三角形;④若·>0,則△ABC為銳角三角形.
解析:在△ABC中,-=,①錯(cuò)誤;若·>0,則∠B是鈍角,△ABC是鈍角三角形,④錯(cuò)誤.
答案:②③
二、解答題
9.(1)在等邊三角形ABC中,D為AB的中點(diǎn),AB=5,求·,||;
(2)若a=(3,-4),b=(2,1),求(a-2b)·(2a+3b)和|a+2b
5、|.
解:(1)·=||||cos〈,〉
=5×5cos120°=-.
∴=(+),
∴||2=(+)2=(2+2+2·)
=(25+25+2×5×5cos60°)=,
∴||=.
(2)∵a=(3,-4),b=(2,1),
∴a-2b=(3,-4)-(4,2)=(-1,-6),
2a+3b=(6,-8)+(6,3)=(12,-5),
∴(a-2b)·(2a+3b)=-12+30=18.
又∵a+2b=(3,-4)+(4,2)=(7,-2),
∴|a+2b|==.
10.已知兩個(gè)向量e1,e2滿足|e1|=2,|e2|=1,e1,e2的夾角為60°.
(1)若向量2
6、te1+7e2與向量e1+te2的方向相反,求實(shí)數(shù)t的值;
(2)若向量2te1+7e2與向量e1+te2的夾角為鈍角,求實(shí)數(shù)t的取值范圍.
解:(1)由題意設(shè)2te1+7e2=λ(e1+te2)(λ<0),
∴消去λ,解得2t2=7.
若t=-,則λ=-;
若t=,則λ=>0,則t=不合題意,舍去.
∴當(dāng)t=-時(shí),2te1+7e2與向量e1+te2的夾角為π,即這兩個(gè)向量方向相反.
(2)因?yàn)閑=4,e=1,e1·e2=2×1×cos60°=1,所以(2te1+7e2)·(e1+te2)=2te+(2t2+7)e1·e2+7te=2t2+15t+7.
因?yàn)檫@兩個(gè)向量夾角為鈍角
7、,設(shè)夾角為θ,則有cosθ=∈,
所以有(2te1+7e2)·(e1+te2)<0,且2te1+7e2與向量e1+te2不反向.
當(dāng)2t2+15t+7<0時(shí),解得-7<t<-.
又由(1)知t=-時(shí),這兩個(gè)向量的夾角為π.
∴t的取值范圍是∪.
[B級 能力提升]
一、填空題
1.(2011·高考大綱全國卷改編)設(shè)向量a,b,c滿足|a|=|b|=1,a·b=-,a-c和b-c的夾角為60°,則|c|的最大值為________.
解析:如圖,設(shè)=a,=b,=c,
則=a-c,=b-c.
∵|a|=|b|=1,∴OA=OB=1,
又∵a·b=-,
∴|a||b|cos
8、∠AOB=-,∴cos∠AOB=-,
∴∠AOB=120°,
又∵a-c和b-c的夾角為60°,而120°+60°=180°,
∴O、A、C、B四點(diǎn)共圓,
∴當(dāng)OC為圓的直徑時(shí)|c|最大,此時(shí)∠OAC=∠OBC=90°,
∴Rt△AOC≌Rt△BOC, ∴∠ACO=∠BCO=30°.
∴|OA|=|OC|,∴|OC|=2|OA|=2.
答案:2
2.(2011·高考天津卷)已知直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=2,BC=1,P是腰DC上的動(dòng)點(diǎn),則|+3|的最小值為________.
解析:以D為原點(diǎn),分別以DA、DC所在直線為x軸、y軸建立如圖所示的
9、平面直角坐標(biāo)系,設(shè)DC=a,DP=x,
∴D(0,0),A(2,0),C(0,a),B(1,a),P(0,x),
=(2,-x),=(1,a-x),
∴+3=(5,3a-4x),
|+3|2=25+(3a-4x)2≥25,
∴|+3|的最小值為5.
答案:5
3.(2012·蘇州調(diào)研)如圖所示,在△ABC中,∠BAC=120°,AB=2,AC=1,D是邊BC上一點(diǎn)(包括端點(diǎn)),則·的取值范圍是________.
解析:設(shè)=λ(0≤λ≤1),=-,=+=+λ=(1-λ)+λ,∴·=[(1-λ)+λ]·(-)=λ2-(1-λ)2+(1-2λ)·.又∵2=1,2=4,·=-1,故
10、·=λ-4(1-λ)-(1-2λ)=7λ-5,由于0≤λ≤1,故·的取值范圍是[-5,2].
答案:[-5,2]
4.已知A(3,),O是原點(diǎn),點(diǎn)P(x,y)坐標(biāo)滿足,則的取值范圍是________.
解析:作出可行域,和的夾角θ∈[,],所以=||cosθ=2cosθ∈[-3,3].
答案:[-3,3]
二、解答題
5.已知點(diǎn)M(-1,0),N(1,0),點(diǎn)P使·,·,·成等差數(shù)列,且公差小于零.
(1)點(diǎn)P的軌跡是什么曲線?
(2)若點(diǎn)P坐標(biāo)為(x0,y0),θ為與的夾角,求tanθ.
解:(1)設(shè)P(x,y),由M(-1,0),N(1,0),得
=-=(-1-x,-y
11、),=-=(1-x,-y),=-=(2,0),
∴·=2(1+x),·=x2+y2-1,·=2(1-x).
于是·,·,·是公差小于零的等差數(shù)列,
等價(jià)于
即所以點(diǎn)P的軌跡是以原點(diǎn)為圓心,為半徑的右半圓.
(2)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,y0),·=x+y-1=3-1=2,
||·||=·
==2,
∴cosθ==,
∵0<x0≤,∴